Los movimientos suaves se logran mediante la actividad estable de los ganglios basales

El STN estabiliza la actividad de las neuronas GPi para movimientos suaves (amarillo) en el estado normal (izquierda). La supresión de STN induce trenes de picos inestables en el GPi (derecha). Los trenes de picos variables durante el movimiento conducen a movimientos inestables (amarillo). Una mayor variabilidad del tren de picos puede aumentar la posibilidad de cambios de actividad coincidentes (verde), lo que da como resultado movimientos involuntarios. Crédito: Atsushi Nambu

Los movimientos suaves requieren un control coordinado de los músculos. Incluso un simple movimiento de extensión implica movimientos coordinados del hombro, el brazo, la muñeca y los dedos de una persona, que están controlados por órdenes temporales precisas de las cortezas motoras del cerebro. En un artículo publicado recientemente en Nature Communications, Atsushi Nambu y su grupo de investigación en el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas demostraron que el núcleo subtalámico (STN), un pequeño núcleo en los ganglios basales, juega un papel crucial en la generación de tales comandos motores necesarios para movimientos suaves.

Desde hace tiempo se sabe que el STN está involucrado en el control motor. La lesión del STN induce movimientos involuntarios, llamados balismo, y la lesión y la estimulación cerebral profunda del STN mejoran los síntomas motores en los pacientes con Parkinson. Sin embargo, se ha debatido su papel exacto en el control motor.

El grupo de investigación aplicó una herramienta molecular, Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADD), al STN de monos macacos para suprimir de forma reversible su función neuronal. actividad. En consonancia con las lesiones del STN, los movimientos de alcance de los monos se volvieron inestables y se indujeron movimientos involuntarios en sus manos contralaterales.

A continuación, registraron la actividad de neuronas individuales en el segmento interno del globo pálido (GPi) durante una tarea de alcance antes y después de la supresión del STN. El GPi es el núcleo de salida de los ganglios basales y el STN envía axones excitadores al GPi. Los investigadores encontraron que la tasa de activación general del GPi no se vio afectada, pero las neuronas GPi exhibieron una mayor variabilidad del tren de picos después de la supresión de STN.

Sus análisis detallados entre ensayos revelaron que la alta variabilidad del tren de picos se correlacionó positivamente con los movimientos inestables de los monos, y también algunas neuronas GPi mostraron un aumento/disminución de la tasa de activación fásica justo antes de que ocurrieran los movimientos involuntarios. Estos resultados indican que la supresión de STN aumentó la variabilidad del tren de picos en la salida de los ganglios basales, lo que indujo movimientos anormales.

«El STN estabiliza la salida de los ganglios basales para lograr movimientos suaves», dice el primero autor Taku Hasegawa. «Nuestros resultados ayudan a comprender la fisiopatología de los trastornos motores y desarrollar un tratamiento eficaz en el futuro».

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¿Cómo las neuronas de los ganglios basales transmiten información para el control de los movimientos voluntarios? Más información: Taku Hasegawa et al, El núcleo subtalámico estabiliza los movimientos al reducir la variabilidad de los picos neurales en los ganglios basales de los monos, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29750-2 Información de la revista: Nature Communications

Proporcionado por los Institutos Nacionales de Ciencias Naturales Cita: Los movimientos suaves se logran mediante una base estable actividad de los ganglios (26 de abril de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-04-smooth-movements-stable-basal-ganglia.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.